Gēnu terapija ir palielinājusi paredzamo dzīves ilgumu

Koncentrējoties uz specifiskiem gēniem, ir iespējams palielināt daudzu dzīvnieku sugu, tostarp zīdītāju, vidējo dzīves ilgumu, kā pierādīts daudzos pētījumos. Tomēr līdz šim tas nozīmēja neatgriezenisku dzīvnieku gēnu maiņu embrionālās attīstības stadijā, kas cilvēka organismam nav iespējama. Spānijas Nacionālā vēža pētījumu centra (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) zinātnieki tā direktores Marijas Blasko vadībā ir pierādījuši, ka peļu dzīves ilgumu var palielināt ar vienu zāļu injekciju, kas tieši iedarbojas uz dzīvnieka gēniem pieaugušā vecumā. Viņi to panāca, izmantojot gēnu terapiju – stratēģiju, kas nekad nav izmantota novecošanās apkarošanai. Šīs metodes izmantošana pelēm ir atzīta par drošu un efektīvu.

Pētījuma rezultāti tika publicēti žurnālā EMBO Molecular Medicine. Izmantojot gēnu terapiju, CNIO zinātnieki sadarbībā ar Eduardu Ajuso un Fatimu Bošu no Barselonas Autonomās universitātes (Universitat Autònoma de Barcelona) Dzīvnieku biotehnoloģijas un gēnu terapijas centra panāca “atjaunojošu” efektu eksperimentos ar pieaugušām (viena gada vecām) un vecām (divu gadu vecām) pelēm.

Peles, kuras tika ārstētas viena gada vecumā, dzīvoja vidēji par 24 % ilgāk, bet divu gadu vecumā — vidēji par 13 %. Ārstēšana arī ievērojami uzlaboja dzīvnieku veselību, aizkavējot ar vecumu saistītu slimību, piemēram, osteoporozes un insulīna rezistences, attīstību un uzlabojot novecošanās marķierus, piemēram, neiromuskulāro koordināciju.

Izmantotā gēnu terapija ietvēra dzīvniekiem injicēšanu ar vīrusu, kas satur modificētu DNS, kurā vīrusu gēni tika aizstāti ar telomerāzes gēniem, kam ir galvenā loma novecošanās procesos. Telomerāze atjauno hromosomu gala daļas, kas pazīstamas kā telomēras, un tādējādi palēnina šūnas un līdz ar to visa organisma bioloģisko pulksteni. Vīruss darbojas kā nesējs, nogādājot telomerāzes gēnu šūnās.

Pētījums “parāda, ka ir iespējams izstrādāt uz telomerāzi balstītu pretnovecošanās gēnu terapiju, nepalielinot vēža saslimstību,” saka autori. “Organizmiem novecojot, tie uzkrāj DNS bojājumus telomēru saīsināšanās dēļ, un [šis pētījums] parāda, ka uz telomerāzi balstīta gēnu terapija var novērst vai aizkavēt šādu bojājumu rašanos.”

Telomēras aizsargā hromosomu galus, taču tās nevar to darīt bezgalīgi: ar katru šūnas dalīšanos telomēras kļūst īsākas, līdz tās kļūst tik īsas, ka pilnībā zaudē savu funkcionalitāti. Tā rezultātā šūna pārstāj dalīties un noveco vai iet bojā. Telomerāze to novērš, novēršot telomēru saīsināšanos vai pat atjaunojot to garumu. Būtībā tā aptur vai atiestata šūnas bioloģisko pulksteni.

Taču vairumā šūnu telomerāzes gēns ir aktīvs tikai pirms dzimšanas; pieaugušo šūnās, izņemot dažus izņēmumus, telomerāze netiek ekspresēta. Šie izņēmumi ir pieaugušo cilmes šūnas un neierobežoti dalošās vēža šūnas, kas tāpēc ir nemirstīgas: vairāki pētījumi ir parādījuši, ka audzēja šūnu nemirstības atslēga ir tieši telomerāzes ekspresija.

Tieši šis risks — paaugstināta vēža audzēju attīstības iespējamība — kavē pētījumus par telomerāzes bāzes pretnovecošanās zāļu izstrādi.

2007. gadā Blasko grupa pierādīja, ka ir iespējams pagarināt transgēnu peļu, kuru genomi embrionālajā stadijā bija neatgriezeniski mainīti, dzīves ilgumu: zinātnieki piespieda to šūnas ekspresēt telomerāzi un papildus ievietoja tajās papildu pret vēzi rezistentu gēnu kopijas. Šādi dzīvnieki dzīvo par 40% ilgāk nekā parasti, nesaslimstot ar vēzi.

Pelēm, kurām pašreizējos eksperimentos tika veikta gēnu terapija, arī nav vēža. Spāņu zinātnieki uzskata, ka tas ir tāpēc, ka ārstēšana sākas, kad dzīvnieki ir pieauguši, un tāpēc tiem nav laika uzkrāt pietiekami daudz patoloģisku dalījumu, lai izraisītu audzējus.

Turklāt liela nozīme ir vīrusa veidam, ko izmanto telomerāzes gēna piegādei šūnām. Autori izvēlējās šķietami drošus vīrusus, kas ir veiksmīgi izmantoti gēnu terapijā hemofilijas un acu slimību ārstēšanā. Jo īpaši tie ir nereplicējoši vīrusi, kas iegūti no citiem, kas nav patogēni cilvēkiem.

Šis pētījums galvenokārt tiek uzskatīts par koncepcijas pierādījumu tam, ka uz telomerāzes gēnu balstīta terapija ir iespējama un kopumā droša pieeja, lai pagarinātu slimības neskartu dzīves ilgumu un ārstētu ar īsām telomērām saistītas slimības.

Lai gan šī metode, iespējams, nav piemērojama kā pretnovecošanās līdzeklis cilvēkiem, vismaz īstermiņā tā varētu pavērt jaunas iespējas tādu slimību ārstēšanai, kas saistītas ar patoloģiski īsiem telomēriem audos, piemēram, dažiem cilvēka plaušu fibrozes gadījumiem.

Blasko uzskata: "Novecošana pašlaik netiek uzskatīta par slimību, taču zinātnieki to arvien vairāk uzskata par izplatītu tādu stāvokļu kā insulīna rezistences vai sirds un asinsvadu slimību cēloni, kuru sastopamība pieaug līdz ar vecumu. Ārstējot šūnu novecošanos, mēs varētu novērst šīs slimības."

“Tā kā mūsu izmantotais vektors ilgstoši ekspresē mērķa gēnu (telomerāzi), mēs varējām to ierobežot līdz vienai ievadīšanai,” skaidro Bošs. “Šis varētu būt vienīgais praktiskais risinājums pretnovecošanās terapijai, jo citas stratēģijas prasītu zāļu lietošanu visa pacienta dzīves laikā, palielinot blakusparādību risku.”

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]